(57)【要約】  ５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内の間で、高画質な動画像を双方向通信する動画像送受信装置を簡単な構成で実現する。  ５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部（２１）は、相手側の動画像送受信装置の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを、相手側から受信した周波数情報から取得する。５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部（２１）は、表示部（１６）（又は入力部（２０））から自身の動作周波数がいずれであるかを取得し、取得した動作周波数が、周波数情報で示される動作周波数と一致するかを判断する。一致する場合は、入力部（２０）から出力されるインタレース動画像を符号化部（２２）で符号化し、一致しない場合は入力部（２０）でインタレース動画像をＩＰ変換したプログレッシブ動画像を符号化部（２２）で符号化してプログレッシブ動画像のストリームを生成する。送信部（２３）は符号化したストリームと、動画像送受信装置（５）自身の動作周波数を示す周波数情報とを相手側に送信する。
2012023282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の撮像装置で撮像されるインタレース動画像を入力して所定の画像フォーマットの動画像を出力する入力部と、
前記入力されたインタレース動画像の送信先である動画像受信装置から、前記インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算し、単位時間あたりに表示されるピクチャの数をピクチャ周波数とした場合に、前記動画像受信装置における前記ピクチャ周波数を示す周波数情報を受信する受信部と、
入力された前記インタレース動画像の前記ピクチャ周波数と、前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示される前記ピクチャ周波数とが一致しているか否かを判断する調停部と、
前記入力部から出力される動画像を符号化してストリームを生成する符号化部と、
生成された前記ストリームを前記動画像受信装置に送信する送信部と、を備え、
前記ピクチャ周波数は、前記動画像受信装置のテレビ方式が５０Ｈｚおよび６０Ｈｚのいずれであるかを示し、
前記入力部は、入力された前記インタレース動画像のピクチャ周波数と前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しないと前記調停部によって判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して出力し、ピクチャ周波数が一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力する
ことを特徴とする動画像送信装置。
【請求項２】
前記入力部が前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、前記入力部は、前記インタレース動画像の前記ピクチャ周波数を維持したまま、前記プログレッシブ動画像に変換する
請求項１記載の動画像送信装置。
【請求項３】
前記調停部は、前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致すると判断した場合、さらに、ユーザの入力または通信路の状態があらかじめ定められた条件を満足するか否かを判断し、
前記入力部は、前記条件が満足されると前記調停部によって判断された場合、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換する
請求項１又は請求項２に記載の動画像送信装置。
【請求項４】
前記受信部は、複数の動画像受信装置から前記周波数情報を取得し、
前記入力部は、前記複数の動画像受信装置から受信した前記周波数情報のそれぞれで示されるピクチャ周波数のうち、１つでも前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と一致しないと前記調停部によって判断された場合、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動画像送信装置。
【請求項５】
前記入力部は、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、さらに、変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像の各フレームに含まれる画素数を縮小する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の動画像送信装置。
【請求項６】
前記入力部は、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、さらに、変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像のフレーム数を間引く
請求項１記載の動画像送信装置。
【請求項７】
前記動画像送信装置は、さらに、ユーザによって設定された、画質の指定を含む符号化モードのモード設定を保持するモード設定保持部を備え、
前記入力部は、(i)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定でない場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して、さらに変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像のフレーム数を間引いて出力し、
(ii)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定であり、前記調停部によってピクチャ周波数が一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力し、
(iii)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定であり、前記調停部によってピクチャ周波数が一致しないと判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して、さらに変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像の各フレームに含まれる画素数を縮小して出力する
請求項１記載の動画像送信装置。
【請求項８】
動画像送信装置から動画像のストリームを受信し、受信したストリームを復号化して得られる動画像を出力する動画像受信装置であって、
前記復号化により得られた前記動画像を表示する表示部と、
インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算した場合における、前記表示部において単位時間あたりに表示されるピクチャの数であるピクチャ周波数が、テレビ方式の５０Ｈｚであるかテレビ方式の６０Ｈｚであるかを取得し、取得した前記ピクチャ周波数を示す周波数情報を生成する周波数取得部と、
生成された前記周波数情報を前記動画像送信装置に送信する送信部と、
送信した前記周波数情報に基づいて前記動画像送信装置で符号化された動画像のストリームを、前記動画像送信装置から受信して復号化する復号化部と、を備え、
前記表示部は、前記復号化部での復号化によって得られた動画像を出力する
動画像受信装置。
【請求項９】
インタレース動画像を符号化して第１の動画像受信装置に送信する第２の動画像送信装置と、第１の動画像送信装置から動画像のストリームを受信して動画像を復号化し出力する第２の動画像受信装置との両方の機能を備える動画像送受信装置であって、
所定の撮像装置で撮像されるインタレース動画像を入力して所定の画像フォーマットの動画像を出力する入力部と、
インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算した場合に、前記第１の動画像受信装置において単位時間あたりに表示されるピクチャの数であるピクチャ周波数を示す周波数情報を、前記第１の動画像受信装置から受信する受信部と、
前記動画像送受信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記第１の動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致するか否かを判断する調停部と、
前記入力部から出力される動画像を符号化してストリームを生成する符号化部と、
生成された前記ストリームを前記第１の動画像受信装置に送信する送信部と、
前記復号化により得られた前記動画像を表示する表示部と、
前記表示部において単位時間あたりに表示されるピクチャの数であるピクチャ周波数が、テレビ方式の５０Ｈｚであるかテレビ方式の６０Ｈｚであるかを取得し、取得した前記ピクチャ周波数を示す周波数情報を生成する周波数取得部と、
生成された前記周波数情報を前記第１の動画像送信装置に送信する送信部と、
送信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数に基づいて前記第１の動画像送信装置で符号化された動画像のストリームを、前記第１の動画像送信装置から受信して復号化する復号化部と
を備え、
前記入力部は、前記調停部によって、前記動画像送受信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記第１の動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しないと判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して出力し、一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力し、
前記表示部は、前記復号化部での復号化によって得られた動画像を出力する
動画像送受信装置。
【請求項１０】
所定の撮像装置で撮像されるインタレース動画像を入力して所定の画像フォーマットの動画像を出力し、
前記入力されたインタレース動画像の送信先である動画像受信装置から、前記インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算した場合における、前記動画像受信装置において単位時間あたりに表示されるピクチャの数であるピクチャ周波数を示す周波数情報を受信し、
前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致するか否かを判断し、
前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しないと判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して出力し、一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力し、
前記入力部から出力される前記プログレッシブ動画像または前記インタレース動画像を符号化してストリームを生成し、
生成された前記ストリームを前記動画像受信装置に送信する
動画像送信方法。
【請求項１１】
動画像送信装置から動画像のストリームを受信し、受信したストリームを復号化して得られる動画像を出力する動画像受信方法であって、
インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算した場合における、表示部において単位時間あたりに表示されるピクチャの数であるピクチャ周波数が、テレビ方式の５０Ｈｚであるかテレビ方式の６０Ｈｚであるかを取得し、取得した前記ピクチャ周波数を示す周波数情報を生成し、生成された前記周波数情報を前記動画像送信装置に送信し、
送信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数に基づいて前記動画像送信装置で符号化された動画像のストリームを、前記動画像送信装置から受信し、
受信した前記ストリームを復号化し、
前記表示部で、前記復号化によって得られた動画像を表示する
動画像受信方法。
【請求項１２】
コンピュータに、請求項１〜７のいずれか１項に記載の動画像送信装置が備える各機能を実現させる、コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体に記録されたプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインタレース動画像を入力し、符号化したストリームをネットワークで送信する動画像送信装置およびその方法、ネットワークで受信したストリームを復号化して動画像を出力する動画像受信装置およびその方法、動画像送信方法と動画像受信方法を同時に行う動画像送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像の画像信号フォーマットには、インタレース動画像とプログレッシブ動画像との２通りがある。【０００３】
インタレース動画像は飛び越し走査とも呼ばれ、最上位ラインを１ライン目とすると、トップ・フィールドと呼ばれるフレームの奇数走査線で構成されるフィールドと、ボトム・フィールドと呼ばれる偶数走査線で構成されるフィールドとの２つのフィールドで１フレームが構成される。図１４は、インタレース動画像のフレームとフィールドの関係を説明する図である。１つのフレームを構成する２つのフィールドは異なる時刻の画像であり、すなわち１つのフレームは２つの異なる時刻の画像で構成されることになる。【０００４】
一方、プログレッシブ動画像は順次走査とも呼ばれ、１つのフレームは１つの時刻の画像で構成される。プログレッシブ動画像でのフィールドは、１つのフレームが１つの時刻（同じ時刻）のトップ・フィールドとボトム・フィールドとの２つで構成されるものと考える。【０００５】
すなわち、プログレッシブ動画像の１つの時刻の画像（フレーム）では、インタレース動画像の１つの時刻の画像（フィールド）に比べて走査線の数も、画素数も２倍である。従って、プログレッシブ動画像では１秒当りの画素数がインタレース動画像の２倍になるため、フレームの画素数が同じであれば、プログレッシブ動画像を符号化したストリームのビットレートがインタレース動画像を符号化したビットレートよりも多くなる短所がある。一方、インタレース動画像は１つの時刻の画像の画素数が１つのフィールドの画素数であるため、動きの速い動画像の場合には、１つの時刻あたりの画素数がフレームの１／２となる。よって、動きの速い動画像の場合には、プログレッシブ動画像のほうが高精細な画像を表現できる長所がある。【０００６】
さて、歴史的な経緯により、北米や日本のように１秒間あたりのインタレースの画像枚数が６０Ｈｚ（正確には５９．９４Ｈｚの場合が多いが、簡略化のために６０Ｈｚと記す）のテレビ方式（60Hz Television System）と、欧州や旧共産主義国のように１秒間あたりのインタレースの画像枚数が５０Ｈｚのテレビ方式（50Hz Television System）とが使用されている。【０００７】
具体的には、６０Ｈｚのアナログテレビ方式としてはＮＴＳＣ方式が、５０Ｈｚのアナログテレビ方式としてはＰＡＬ方式及びＳＥＣＡＭ方式が知られている。その結果、世界には６０Ｈｚの動画像機器および５０Ｈｚの動画像機器の２通りが存在する。なお、以下では、１秒間あたりのインタレースのフィールド画像枚数、および１秒間あたりのプログレッシブのフレーム画像枚数を、「ピクチャ周波数」という。【０００８】
このように、世界には５０Ｈｚおよび６０Ｈｚの２通りのテレビ方式が存在するものの、地域内もしくは各国内では、いずれか一方のテレビ方式が使用されるので、その地域もしくは国内のカメラやディスプレイは５０Ｈｚのみ、もしくは６０Ｈｚの一方のみ対応することで、動画像機器の製造・販売のコスト削減が行われているのが現状である。すなわち、テレビ方式が５０Ｈｚの地域では、テレビだけではなく、内部に記録した画像をテレビで表示させるような動画像機部、例えば、ビデオ、ＤＶＤレコーダ、ムービーデジカメなどはほとんどすべて５０Ｈｚで動作するように作られており、テレビ方式が６０Ｈｚの地域では、これらの動画像機器はほとんどすべて６０Ｈｚで動作するように作られている。【０００９】
さて、近年、高速ネットワークの普及や、経済活動のグローバル化に伴い、ＴＶ会議などの動画像通信を世界規模で行うことが多くなってきた。以下では、図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１５Ｃを用いて、従来技術における課題を説明する。図１３の各々は、２地点に位置する動画像送受信装置間で送受信される動画像データのピクチャ周波数の関係を説明するための図である。【００１０】
図１５Ａは、テレビ方式が６０Ｈｚ圏内同士で動画像の送受信を行う場合を示す。テレビ方式の６０Ｈｚ圏内では、カメラとディスプレイが、ともに６０Ｈｚであるため、動画像送受信装置も６０Ｈｚで動作することにより、６０Ｈｚで符号化したストリームを送受信すれば、全ての機部が６０Ｈｚで動作するために特に問題はない。【００１１】
図１５Ｂは、テレビ方式が５０Ｈｚ圏内同士で動画像の送受信を行う場合を示す。５０Ｈｚ圏内ではカメラとディスプレイが、ともに５０Ｈｚであるため、動画像送受信装置も５０Ｈｚで動作することにより、５０Ｈｚで符号化したストリームを送受信すれば、全ての機部が５０Ｈｚで動作するために特に問題はない。【００１２】
図１５Ｃは、テレビ方式が５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内との間で動画像の送受信を行う場合を示す。この場合は、テレビ方式の６０Ｈｚ圏内ではカメラやディスプレイが６０Ｈｚであるため、動画像送受信装置も６０Ｈｚで動作することにより６０Ｈｚで符号化したストリームを送信する。これに対し、６０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が、５０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置から符号化ストリームを受信する場合には、５０Ｈｚで符号化したストリームを受信して復号化しなければならない。【００１３】
逆に、テレビ方式が５０Ｈｚ圏内ではカメラやディスプレイが５０Ｈｚであるため、動画像送受信装置も５０Ｈｚで動作することにより５０Ｈｚで符号化したストリームを送信するが、５０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が、６０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置から符号化ストリームを受信する場合には、６０Ｈｚで符号化したストリームを受信して復号化しなければならない。このように、テレビ方式のピクチャ周波数が異なる地域の間で動画像の送受信を行う場合、受信側の動画像送受信装置では、自身の表示部において表示するピクチャ周波数と、５０Ｈｚ／６０Ｈｚのピクチャ周波数とが異なるストリームを復号化して表示しなければならないという問題が発生する。【００１４】
図１６はテレビ方式のピクチャ周波数が異なる３地点の動画像送受信装置同士で動画像の送受信を行う場合に、送受信される動画像のピクチャ周波数の関係を説明する図である。次に、図１６に示すようなテレビ方式が５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内とからなる３地点で動画像送受信を行う場合について説明する。このような場合には、同図左側に示す６０Ｈｚ圏内ではカメラやディスプレイが６０Ｈｚであるため、動画像送受信装置も６０Ｈｚで動作する。これにより、動画像送受信装置は、６０Ｈｚで符号化したストリームを送信する。【００１５】
ところが、同図右側に示されるような６０Ｈｚ圏内と５０Ｈｚ圏内とから動画像を受信する場合には、５０Ｈｚと６０Ｈｚとの２つの異なるピクチャ周波数で符号化されたストリームを復号化して表示しなければならないという、より難しい問題が発生する。【００１６】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、プログレッシブ動画像のピクチャ周波数を、５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で変換する場合の課題を説明する図である。動画像送受信装置では受信したストリームを復号化してプログレッシブ動画像を復元する（これを図１７Ａ及び図１７Ｂでは受信画像と記す）。動画像送受信装置では、プログレッシブ動画像の場合には、表示する時刻に、より近い方のフレームを表示する。【００１７】
図１７Ａは、プログレッシブ動画像のピクチャ周波数を６０Ｈｚから５０Ｈｚに変換する方法を示す図である。図１７Ａに示すように、５０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が６０Ｈｚのストリームを受信して復号化した場合は、１／６０秒間隔の復元したフレームを１／５０秒間隔で５０Ｈｚディスプレイに表示する。【００１８】
そのために、１／６０秒間隔の復元したフレームの中から、１／５０秒間隔に最も時刻が近いフレームのみを表示する。従って、動画像送受信装置は、フレーム１５１とフレーム１５２とは受信して復号化するが、表示しない。【００１９】
一般に、この場合、受信したフレームの６枚に１枚の割合で表示されないフレームが発生することになる。即ち、１フレーム分の１／６０秒間の画像が表示されなくなり、画質が劣化することになる。【００２０】
図１７Ｂは、プログレッシブ動画像のピクチャ周波数を５０Ｈｚから６０Ｈｚに変換する場合の課題を説明する図である。図１７Ｂに示すように、６０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が５０Ｈｚのストリームを受信して復号化した場合は、１／５０秒間隔の復元したフレームを１／６０秒間隔で６０Ｈｚディスプレイに表示する。【００２１】
そのために、１／５０秒間隔の復元したフレームの中から、１／６０秒間隔に最も時刻が近いフレームのみを表示する。従って、フレーム１５３とフレーム１５４は受信して復号化され、それぞれフレーム１５５とフレーム１５６、及びフレーム１５７とフレーム１５８の２回ずつ続けて表示される。【００２２】
一般に、この場合には、受信したフレームの５枚に１枚の割合で、２回続けて表示されるフレームが発生することになる。即ち、同じフレームが、１フレーム分の１／６０秒間だけ長く表示されるという軽微な画質劣化がある。【００２３】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、インタレース動画像のピクチャ周波数を５０Ｈｚと６０Ｈｚと間で変換する場合の課題を説明する図である。動画像送受信装置では受信したストリームを復号化してインタレース動画像を復元する。動画像送受信装置では、ピクチャ周波数が異なるインタレース動画像を動画像送受信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数に合わせて表示する場合には、表示する時刻により近い動画像のフィールドを表示する。【００２４】
なお、インタレース動画像の場合は、トップ・フィールドおよびボトム・フィールドの２つのフィールドがあり、インタレース動画像の規約として、必ずトップ・フィールドとボトム・フィールドを交互に表示しなければならない制約がある。【００２５】
図１８Ａに示すように、５０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が６０Ｈｚのストリームを受信して復号化した場合は、１／６０秒間隔の復元したフィールドを、１／５０秒間隔でトップ・フィールドとボトム・フィールドとがペアとなるように５０Ｈｚディスプレイに表示する。【００２６】
そのために、１／６０秒間隔の復元したフィールドの中から、１／２５秒間隔で最も時刻が近い、トップもしくはボトムの識別が一致するフィールドのみを表示する。従って、フィールド１６１とフィールド１６２は受信して復号化されるが、表示されない。【００２７】
一般に、この場合では、受信したフィールドの１２枚に連続２枚の割合で表示されないフィールドが発生することになる。即ち、受信画像のうち、１/３０秒間に相当する２フィールド分の画像が表示されない深刻な画質劣化になる。この画質劣化は、例えば、画像内で動いている物体の動きが滑らかでなく飛び飛びに見えたり、徐々に表示されるべき物体が突然現れたり、徐々に消えるべき物体が突然消えたりする症状となって知覚される。【００２８】
また、図１８Ｂに示すように、６０Ｈｚ圏内の動画像送受信装置が５０Ｈｚのストリームを受信して復号化した場合は、１／５０秒間隔の復元したフィールドを、１／６０秒間隔でトップ・フィールドとボトム・フィールドとがペアとなるように６０Ｈｚのディスプレイに表示する。そのために、１／５０秒間隔の復元したフィールドの中から、１／３０秒間隔に最も時刻が近い、トップもしくはボトムの識別が一致するフィールドのみを表示する。【００２９】
従って、トップ・フィールド１６３とボトム・フィールド１６４とは受信して復号化され、それぞれトップ・フィールド１６５とトップ・フィールド１６７、ボトム・フィールド１６６とボトム・フィールド１６８の２回ずつ表示される。【００３０】
一般に、この場合では、受信したフィールドの１０枚に２枚の割合で２回続けて表示されるフィールドが発生することになる。特記すべき問題は、ボトム・フィールド１６６の次にトップ・フィールド１６７が表示されるが、受信画像の時刻順はトップ・フィールド１６７がボトム・フィールド１６６より前になることである。すなわち、受信したフィールドの順序で表示できないため、右に移動する物体が１２フィールドに１回の頻度で左に移動するように見えるという非常に深刻な画質劣化となる。【００３１】
図１９は従来の動画像送受信装置の構成を示すブロック図である。同図において、カメラ１とディスプレイ２を除外した部分が、動画像送受信装置３である。動画像送受信装置３は、入力部１０、動画像メモリ１１、符号化部１２、送信部１３、受信部１４、復号化部１５、表示部１６及び動画像メモリ１７を備える。【００３２】
カメラ１から入力部１０に入力された動画像信号は、入力部１０により動画像データとして動画像メモリ１１に一時的に格納される。動画像メモリ１１に格納された動画像データは符号化部１２で符号化されてストリームとなり、符号化されたストリームは送信部１３によりネットワークに送信される。ここで、入力された動画像信号を入力部１０で動画像メモリ１１に一時的に格納する主な理由を下記に記す。【００３３】
１． 入力部１０に入力された動画像信号は走査線の順であり、符号化部１２での符号化は矩形ブロック単位のため、画素データにアクセスする処理単位の変換が必要であること。【００３４】
２． 入力部１０に入力された動画像信号は５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの規則正しい間隔でカメラ１から入力されるが、符号化部１２の符号化演算時間は動画像のコンテンツに依存して変動するため、符号化部１２で符号化可能となる時刻までの画像の一時保持が必要であること。【００３５】
一方、ネットワークから受信部１４で受信したストリームを復号化部１５で復号化することにより、動画像が復元される。復号化された動画像データは、表示部１６により動画像メモリ１７に一時的に格納される。動画像メモリ１７に格納された動画像データは、表示部１６によって読み出されて、ディスプレイ２に動画像信号として出力される。表示部１６で動画像メモリ１７に一時的に格納する主な理由を下記に記す。【００３６】
１． 復号化部１５で復号化した画像は矩形ブロック単位であり、表示部１６から出力する動画像信号は走査線の順であるので、画素データをアクセスする処理単位の変換が必要であること。【００３７】
２． 表示部１６から出力する動画像信号は５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの規則正しい間隔でディスプレイ２に出力されるが、復号化部１５の復号化演算時間はストリームの内容に依存して変動するため、復号化部１５で復号化が完了し表示可能な状態となる時刻までの動画像データの一時保持が必要であること。【００３８】
さて、ここでカメラ１やディスプレイ２の動画像信号は映像規格に準拠して５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの規則正しい間隔で入出力することが必要であるので、それを保証するために、動画像送受信装置３の入力部１０及び表示部１６は５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの基準クロックに同期して動作するハードウェアで構成するのが一般的である。前述のように、地域内もしくは各国内のテレビ方式によって、５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚのいずれかが決まっているために、カメラ１、ディスプレイ２、入力部１０および表示部１６を含む範囲は、全て５０Ｈｚもしくは全て６０Ｈｚを基準として動作する同一周波数動作部Ｒ１である。【００３９】
さて、図１８Ａ及び図１８Ｂのインタレース動画像の５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間の変換における課題説明図を用いて、５０Ｈｚのインタレース動画像を６０Ｈｚで表示する場合や、６０Ｈｚのインタレース動画像を５０Ｈｚで表示する場合に、ピクチャ周波数の変換を簡単な方法で実現すると、画質劣化が大きいことを説明した。しかしながら、ＩＰ変換と呼ばれる処理を用いることにより、この画質劣化を少なくすることができる。【００４０】
図２０は、テレビ方式の６０Ｈｚ圏内の動画像受信装置がテレビ方式の５０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合において、ピクチャ周波数を変換する方法の一例を示す説明図である。この動画像受信装置では、５０Ｈｚのインタレース動画像の各表示時刻で、前後のフィールドを含む３フィールドを参照して、下記の１．〜３．のように画素の動きの大きさに応じて１フレームを生成するために参照する画素を適応的に切り替えることで、同じ時刻のトップ・フィールドとボトム・フィールドを有するフレームである、高精度な５０Ｈｚプログレッシブ動画像を生成する。【００４１】
１． 動きが大きい場合は、画像間の相関が小さいので、同じ時刻の１フィールドの画素のみ参照する。相関が小さい画素をプログレッシブのフレームを構成する際に参照することで変換の性能が劣化することを、防止するためである。【００４２】
２． 動きが無い場合は、画像間の相関が大きいので、３フィールドの画素を参照する。インタレース動画像では、前時刻のフィールドの画素位置と後時刻のフィールドの画素位置は、変換時刻のフィールドの画素位置と垂直位置が異なるため（図２０参照）、前後の２フィールドを参照することで、高精細なプログレッシブのフレームに変換できる。【００４３】
３． 小さな動きの場合は、上記１．と２．の中間的な性質であり、同じ時刻の１フィールドを重視しつつ前後の２フィールドの画素も参照する。【００４４】
このようなインタレース動画像からプログレッシブ動画像への変換を、ＩＰ変換と呼ぶ。【００４５】
５０Ｈｚプログレッシブ動画像から６０Ｈｚインタレース動画像への変換は、６０Ｈｚの時刻に近いフィールドを５０Ｈｚプログレッシブ動画像からトップ・フィールドとボトム・フィールドを交互に抽出することで実現する。その結果、トップ・フィールド１８１とボトム・フィールド１８２、およびトップ・フィールド１８３とボトム・フィールド１８４は、同じ時刻の画像が続けて表示されることになるが、他のフィールドよりも１／６０秒長く同じ時刻の画像が表示される程度のため、軽微な画質劣化にとどまる。【００４６】
同様に、図２１は、テレビ方式の５０Ｈｚ圏内の動画像受信装置がテレビ方式の６０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合において、ピクチャ周波数を変換する方法を説明する図である。同図に示すように、この動画像受信装置では、６０Ｈｚのインタレース動画像の各フィールドを表示する時刻で、前後のフィールドを含む３フィールドを参照して、画素の動きの大きさに応じて１フレームを生成するために参照する画素を適応的に切り替えることで、同じ時刻のトップ・フィールドとボトム・フィールドを有するフレームである、高精度な６０Ｈｚプログレッシブ動画像を生成する。６０Ｈｚプログレッシブ動画像から５０Ｈｚインタレース動画像への変換は、５０Ｈｚの各フィールドの表示時刻に近いフィールドを、６０Ｈｚプログレッシブ動画像からトップ・フィールドとボトム・フィールドを交互に抽出することで実現する。その結果、フレーム１９１に相当する時刻の画像が表示されないことになるが、１／６０秒分の画像が表示されない程度のため、軽微な画質劣化にとどまる。【００４７】
このようなインタレース動画像の５０Ｈｚと６０Ｈｚの変換方法については多くの方法が考案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００２−３６９１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４９】
放送や次世代光ディスクの普及により動画像のフルＨＤ化が急速に進んできており、カメラのフルＨＤインタレース（１９２０×１０８０画素）化が急速に進んでいる。従来のテレビ会議ではプログレッシブ動画像のカメラ（ＳＤ解像度７０４×４８０画素、ＨＤ解像度１２８０×７２０画素）を使用していたため、５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内をネットワークで接続しても、図１７Ａ及び図１７Ｂでプログレッシブ動画像の５０Ｈｚと６０Ｈｚの変換を説明したように、画質劣化は僅かであるために問題にはならなかった。【００５０】
しかしながら、普及しつつあるフルＨＤインタレースの高解像度カメラを使用すると、図１８Ａ及び図１８Ｂでインタレース動画像の５０Ｈｚと６０Ｈｚの変換について説明したように、深刻な画質劣化が発生してしまう。【００５１】
また、図２０のように、６０Ｈｚ圏内で５０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合、および、図２１のように、５０Ｈｚ圏内で６０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合のようなインタレース画像の高度なピクチャ周波数変換を、図１９の入力部１０、もしくは表示部１６で実施するためには、５０Ｈｚと６０Ｈｚの２つの基準クロックに対応したハードウェアが必要になり、同一周波数動作部Ｒ１と比べて複雑かつ高価な動画像送受信装置となる。【００５２】
特に、図１６で示したように、テレビ方式が異なる３地点の動画像送受信装置間で接続する場合や、更に４地点、５地点などの多地点の動画像送受信装置同士での接続にも対応した動画像送受信装置を実現するためには、受信するストリームの個数（つまり地点数）に比例して５０Ｈｚと６０Ｈｚのインタレース画像変換が必要になり、現実的ではない。【００５３】
本発明は、テレビ方式の５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内との間で、高画質なインタレース動画像を双方向通信する動画像送受信装置等を簡単な構成で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５４】
上記従来の課題を解決するために、本発明の一形態である動画像送信装置は、所定の撮像装置で撮像されるインタレース動画像を入力して所定の画像フォーマットの動画像を出力する入力部と、前記入力されたインタレース動画像の送信先である動画像受信装置から、前記インタレース動画像を構成するトップ・フィールドとボトム・フィールドのそれぞれと、プログレッシブ動画像の１フレームとを、いずれも１ピクチャと換算し、単位時間あたりに表示されるピクチャの数をピクチャ周波数とした場合に、前記動画像受信装置における前記ピクチャ周波数を示す周波数情報を受信する受信部と、入力された前記インタレース動画像の前記ピクチャ周波数と、前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しているか否かを判断する調停部と、前記入力部から出力される動画像を符号化してストリームを生成する符号化部と、生成された前記ストリームを前記動画像受信装置に送信する送信部と、を備える。【００５５】
そして、前記ピクチャ周波数は、前記動画像受信装置のテレビ方式が５０Ｈｚおよび６０Ｈｚのいずれであるかを示し、前記入力部は、入力された前記インタレース動画像のピクチャ周波数と前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しないと前記調停部によって判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して出力し、ピクチャ周波数が一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力する。【００５６】
以上のように、本発明の一形態である動画像送信装置によれば、入力されたインタレース動画像のピクチャ周波数と動画像受信装置から受信したピクチャ周波数とが一致しない場合には、入力されたインタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して出力するので、動画像送信装置からプログレッシブ動画像を受信した動画像受信装置では、インタレース動画像のピクチャ周波数を変換する場合と比べて、深刻な画質の劣化を生じることなく動画像のピクチャ周波数を変換することができる。【００５７】
また、入力されたインタレース動画像のピクチャ周波数と、動画像受信装置から受信したピクチャ周波数とが一致する場合には、動画像送信装置に入力されたインタレース動画像をインタレース動画像のまま出力するので、動画像受信装置側において動きの滑らかなインタレース動画像を再生することができる。【００５８】
また、本発明の他の形態である動画像送信装置では、前記入力部が前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、前記入力部は、前記インタレース動画像の前記ピクチャ周波数を維持したまま、前記プログレッシブ動画像に変換するとしてもよい。【００５９】
本形態によれば、動画像送信装置側でＩＰ変換を行う場合に、インタレース動画像のピクチャ周波数を維持したまま、すなわち、ピクチャ周波数の変換を行わないでプログレッシブ動画像に変換することにより、動画像送信装置の構成が複雑で高価になることを防止できる。【００６０】
さらに、本発明の他の形態である動画像送信装置では、前記調停部は、前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と前記動画像受信装置から受信した前記周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致すると判断した場合、さらに、ユーザの入力または通信路の状態があらかじめ定められた条件を満足するか否かを判断し、前記入力部は、前記条件が満足されると判断された場合、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換するとしてもよい。【００６１】
本形態によれば、ユーザの入力または通信路の状態が所定の条件を満足する場合、例えば、ユーザの入力により動画像のエラー耐性を重視して送信する旨の設定がされている場合、または、通信路においてエラーが発生しやすい状態である場合などにおいては、送信側と受信側とでピクチャ周波数が一致している場合であっても、エラー耐性が低いインタレース動画像をエラー耐性の高いプログレッシブ動画像に変換して送信することができる。【００６２】
また、本発明の他の形態である動画像送信装置では、前記受信部は、複数の動画像受信装置から前記ピクチャ周波数を取得し、前記入力部は、前記複数の動画像受信装置から受信した前記周波数情報のそれぞれで示される前記ピクチャ周波数のうち、１つでも前記動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と一致しないと前記調停部によって判断された場合、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換するとしてもよい。【００６３】
即ち、本形態によれば、動画像送信装置が複数の動画像受信装置に対して入力されたインタレース動画像を送信する場合、複数の動画像受信装置から受信したピクチャ周波数のうち１つでも動画像送信装置に入力される動画像のピクチャ周波数と一致しない場合には、入力されたインタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換する。従って、１つでもピクチャ周波数が一致しない動画像受信装置がある場合には、すべての動画像受信装置に対してプログレッシブ動画像を送信することになる。【００６４】
これにより、それぞれの動画像受信装置のピクチャ周波数に応じてインタレース動画像とプログレッシブ動画像とを切り替えて送信する場合と比べて、動画像送信装置における処理負荷を低減することができるとともに、ピクチャ周波数が一致しない動画像受信装置においては、深刻な画像の劣化を生じることなくピクチャ周波数を変換して動画像を再生することができる。【００６５】
また、本発明の他の形態である動画像送信装置では、前記入力部は、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、さらに、変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像の各フレームに含まれる画素数を縮小するとしてもよい。【００６６】
本形態によれば、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、プログレッシブ動画像の各フレームに含まれる画素数を縮小するので、インタレース動画像のピクチャ周波数を維持したままプログレッシブ動画像に変換した場合にプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が２倍になってしまう問題を解決し、変換前のインタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて変換後のプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が大きくならないようにすることができる。【００６７】
これにより、動画像送信装置に要求される処理負荷および通信負荷等の増大を抑制するとともに、動画像受信装置において、再生される動画像の解像度は縮小されるけれども、動画像の深刻な画質の劣化を生じることなくピクチャ周波数を変換して再生することができる。【００６８】
また、本発明の他の形態である動画像送信装置では、前記入力部は、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、さらに、変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像のフレーム数を間引くとしてもよい。【００６９】
本形態によれば、前記インタレース動画像を前記プログレッシブ動画像に変換する場合、変換後のプログレッシブ動画像のフレーム数を間引くので、インタレース動画像のピクチャ周波数を維持したままプログレッシブ動画像に変換した場合にプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が２倍になってしまう問題を解決し、変換前のインタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて変換後のプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が大きくならないようにすることができる。【００７０】
これにより、動画像送信装置に要求される処理負荷および通信負荷等の増大を抑制するとともに、動画像受信装置において、再生される動画像の動きの滑らかさは低減されるけれども、深刻な画質の劣化を生じることなくピクチャ周波数を変換して再生することができるという効果がある。【００７１】
さらに、本発明の他の形態である前記動画像送信装置は、ユーザによって設定された、画質の指定を含む符号化モードのモード設定を保持するモード設定保持部を備え、前記入力部は、(i)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定でない場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して、さらに変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像のフレーム数を間引いて出力し、(ii)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定であり、前記調停部によってピクチャ周波数が一致すると判断された場合は、前記インタレース動画像を前記インタレース動画像のまま出力し、(iii)保持している前記モード設定で示される画質の指定が動きを優先する指定であり、前記調停部によってピクチャ周波数が一致しないと判断された場合は、前記インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して、さらに変換後の前記プログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が、変換前の前記インタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて大きくならないように、前記プログレッシブ動画像の各フレームに含まれる画素数を縮小して出力する。【００７２】
本形態によれば、前記動画像送信装置は、(i)、(ii)、(iii)の場合のいずれであるかを判断し、判断結果に応じた最適な動画像を出力することができる。すなわち、(ii)ユーザによる画質の指定が動きを優先する指定である場合に、送信側と受信側とでピクチャ周波数が一致するか否かを判断して、一致すれば、ピクチャ周波数の変換が必要な場合には画質の劣化が大きいけれども、滑らかな動きの動画像を再生することができるインタレース動画像を出力することができる。【００７３】
また、前記動画像送信装置は、(iii)ユーザによる画質の指定が動きを優先する指定である場合に、送信側と受信側とでピクチャ周波数が一致するか否かを判断して、一致しなければ、ピクチャ周波数の変換を行ったとしてもプログレッシブ動画像であるために画質の劣化が軽微であり、変換前のインタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて変換後のプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が大きくならないように各フレームに含まれる画素数を縮小したプログレッシブ動画像を出力するので、インタレース動画像ほど滑らかではないが、フレーム間引きされたプログレッシブ動画像よりも滑らかな動きの動画像を再生することができるプログレッシブ動画像を出力することができる。【００７４】
また、前記動画像送信装置は、(i)ユーザによる画質の指定が動きを優先する指定でない場合には、動画像受信装置とのピクチャ周波数の一致と不一致とにかかわらず、変換前のインタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて変換後のプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が大きくならないようにフレーム数を間引いてプログレッシブ動画像を出力する。【００７５】
これにより、ユーザによる画質の指定が動きを優先する指定でない場合には、ピクチャ周波数の変換を行ったとしてもプログレッシブ動画像であるために画質の劣化が軽微であり、変換前のインタレース動画像の１秒あたりの画素数と比べて変換後のプログレッシブ動画像の１秒あたりの画素数が大きくならないように各フレームを間引いたプログレッシブ動画像を出力するので、動きの大きい動画像に対しては滑らかな動きを再生することができないが、動きの小さい画像に対しては、各フレームに含まれる画素数を縮小していないためにきめの細かい画像を再生することができる。【００７６】
なお、本発明は、装置として実現するだけでなく、このような装置が備える処理手段を備える集積回路として実現したり、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信媒体を介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００７７】
本発明の動画像送信装置によれば、動画像受信装置から動画を表示する際のテレビ方式のピクチャ周波数を示す周波数情報を取得し、動画像送信装置自身に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記取得した周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致しない場合に、プログレッシブ動画像で符号化したストリームを動画像受信装置に送信することで、動画像受信装置では受信したストリームをプログレッシブ動画像として復号できるので、復号された動画像のピクチャ周波数と表示部の表示におけるピクチャ周波数とが異なる場合であっても、簡単な構成でありながら軽微な画質劣化で５０Ｈｚと６０Ｈｚの動画像の表示を実現できる。更に、動画像送信装置に入力される動画像のピクチャ周波数と、前記取得した周波数情報で示されるピクチャ周波数とが一致する場合には、カメラから入力されたインタレース動画像のまま高精度に符号化したストリームを動画像受信装置に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本実施の形態１の動画像送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施の形態１の動画像送信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施の形態１の動画像送信装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施の形態１の受信側の動画像送受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、動画像の画像形式と画素数との関係を示す表である。
【図５】図５は、本実施の形態２および実施の形態３の入力部のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施の形態２の入力部による解像度縮小を伴うＩＰ変換の原理を説明する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、解像度縮小を伴うＩＰ変換を行う本実施の形態２の動画像送受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、解像度縮小を伴うＩＰ変換を行う本実施の形態２の動画像送受信装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施の形態３の入力部によるフレーム間引きを伴うＩＰ変換の原理を説明する図である。
【図９】図９は、フレーム間引きを伴うＩＰ変換を行う本実施の形態３の動画像送受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態４の動画像送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態５の動画像受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本実施の形態６の動画像送信装置においてピクチャ周波数が異なる動画像受信装置との通信を前提としない場合における符号化モードのユーザ設定とそれに対応する符号化画像との関係を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本実施の形態６の動画像送信装置においてピクチャ周波数が異なる動画像受信装置との通信を前提とした場合における符号化モードのユーザ設定とそれに対応する符号化画像との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、符号化モードのユーザ設定に従ってＩＰ変換を行う本実施の形態６の動画像送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、インタレース動画像のフレームとフィールドの関係を説明する図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、テレビ方式の６０Ｈｚ圏内の２地点の動画像送受信装置同士で動画像の送受信を行う場合に、送受信される動画像のピクチャ周波数の関係を説明する図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、テレビ方式の５０Ｈｚ圏内同士で動画像の送受信を行う場合に、送受信される動画像のピクチャ周波数の関係を説明する図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、テレビ方式の６０Ｈｚ圏内と５０Ｈｚ圏内との２地点の動画像送受信装置同士で動画像の送受信を行う場合に、送受信される動画像のピクチャ周波数の関係を説明する図である。
【図１６】図１６は、テレビ方式のピクチャ周波数が異なる３地点の動画像送受信装置同士で動画像の送受信を行う場合に、送受信される動画像のピクチャ周波数の関係を説明する図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、プログレッシブ動画像の６０Ｈｚをプログレッシブ動画像の５０Ｈｚに変換する場合の課題を説明する図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、プログレッシブ動画像の５０Ｈｚをプログレッシブ動画像の６０Ｈｚに変換する場合の課題を説明する図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、インタレース動画像のピクチャ周波数６０Ｈｚをインタレース動画像の５０Ｈｚに変換する場合の課題を説明する図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、インタレース動画像のピクチャ周波数５０Ｈｚをインタレース動画像の６０Ｈｚに変換する場合の課題を説明する図である。
【図１９】図１９は、従来の動画像送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、テレビ方式の６０Ｈｚ圏内の受信装置がテレビ方式の５０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合において、ピクチャ周波数を変換する方法を説明する図である。
【図２１】図２１は、テレビ方式の５０Ｈｚ圏内の動画像受信装置がテレビ方式の６０Ｈｚのインタレース動画像を受信した場合において、ピクチャ周波数を変換する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００８０】
（実施の形態１）
本実施の形態の動画像送受信装置は、インタレース動画像を接続相手の動画像送受信装置に送信する動画像送受信装置であって、インタレース動画像を受信する側の動画像送受信装置から、当該受信側動画像送受信装置の動作周波数を示す周波数情報を取得し、取得した周波数情報で示される動作周波数が送信側の動画像送受信装置の動作周波数と異なる場合には、インタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して接続相手の動画像送受信装置に送信することである。
【００８１】
図１は本実施の形態１の動画像送受信装置の構成を示すブロック図である。同図において、図１９に示した従来の動画像送受信装置に含まれる各ユニットと同じ動作をする機器には同じ番号を付し、説明を省略する。図１に示すように、動画像送受信装置５は、入力部２０、動画像メモリ１１、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１、符号化部２２、送信部２３、受信部２４、復号化部１５、表示部１６及び動画像メモリ１７を備える。
【００８２】
入力部２０は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１が、動画像送受信装置５の動作周波数が接続相手の動画像送受信装置の動作周波数と一致しないと判断した場合、入力されたインタレース動画像をプログレッシブ動画像にＩＰ変換する。
【００８３】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、入力部２０から動画像送受信装置５の動作周波数を取得するとともに、接続相手の動画像送受信装置から受信された周波数情報から、接続相手の動画像送受信装置の動作周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのいずれであるかを取得し、動画像送受信装置５の動作周波数と接続相手の動画像送受信装置の動作周波数とが一致するか否かを判断する。
【００８４】
符号化部２２は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１によって、動画像送受信装置５の動作周波数と接続相手の動画像送受信装置の動作周波数とが一致しないと判断された場合には、入力部２０から出力される動画像データをプログレッシブ符号化する。一致すると判断された場合には、入力部２０から出力される動画像データをインタレース符号化する。
【００８５】
送信部２３は、動画像送受信装置５の動作周波数を示す周波数情報を、接続相手の動画像送受信装置に対し、ネットワークを介して送信する。さらに、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１によって、動画像送受信装置５の動作周波数と受信側の動画像送受信装置の動作周波数とが一致しないと判断された場合には、プログレッシブ符号化されたストリームを接続相手の動画像送受信装置に送信し、一致すると判断された場合には、インタレース符号化されたストリームを接続相手の動画像送受信装置に送信する。
【００８６】
受信部２４は、接続相手の動画像送受信装置から、符号化されたストリームを受信して復号化部１５に出力するとともに、接続相手の動画像送受信装置の動作周波数を示す周波数情報を受信し、受信した周波数情報を５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１に出力する。
【００８７】
なお、動画像送受信装置が接続相手の動画像送受信装置に対して周波数情報を送受信するタイミングは、（１）テレビ装置などの受信側の動画像送受信装置がネットワークに接続されたときであってもよいし、（２）ネットワーク上に、動画像送受信装置の周波数情報を記憶するサーバを備え、ネットワークに接続した任意のタイミングで周波数情報をサーバを介して送受信するとしてもよい。（３）さらに、ネットワークに接続されたサーバが全ての動画像送受信装置の周波数情報を記憶しており、各動画像送受信装置は、周波数情報を送信せずにサーバから接続相手の周波数情報を取得するのみとしてもよい。
【００８８】
なお、上記の（２）および（３）の場合、送信側の動画像送受信装置が受信側の動画像送受信装置の周波数情報を取得する方法は、例えば、受信側の動画像送受信装置からの接続要求や動画像送信要求などに含まれる受信側動画像送受信装置の機器ＩＤを取得し、取得した機器ＩＤに基づいて、サーバから当該機器ＩＤに対応する周波数情報を読み出すとすればよい。
【００８９】
また、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、入力部２０から動画像送受信装置５の動作周波数を取得するとしたが、動作周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかが固定であれば取得する必要はなく、またスイッチの設定や不揮発メモリに記録されたＩＤ情報で動作周波数を識別してもよい。
【００９０】
以上のように構成された動画像送受信装置５の動画像送信側の処理を、図２Ａのフローチャートを用いて説明する。
【００９１】
まず、動画像送受信装置５は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１にて、受信部２４で受信した相手側の動画像送受信装置のテレビ方式の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを示す周波数情報を取得する（Ｓ１０）。カメラ１から入力された動画像信号は、入力部２０により、動画像メモリ１１に一時的に格納される（Ｓ１１）。５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、入力部２０から動画像送受信装置５の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを取得し、受信部２４で受信した受信側の動画像送受信装置の動作周波数と一致するかどうかを比較する（Ｓ１２）。
【００９２】
Ｓ１２において、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致すると判断された場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、入力部２０から出力されるインタレース動画像を符号化部２２で符号化してインタレース動画像のストリームを生成する。
【００９３】
一方、Ｓ１２において、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致しないと判断された場合は（Ｓ１２でＮＯ）、入力部２０に入力されたインタレース動画像信号を入力部２０でＩＰ変換してプログレッシブ動画像に変換し（Ｓ１３）、変換後のプログレッシブ動画像を符号化部２２で符号化してプログレッシブ動画像のストリームを生成する（Ｓ１４）。
【００９４】
送信部２３は符号化部２２で符号化したストリームを、ネットワークを介して相手側に送信する（Ｓ１６）。
【００９５】
以上のＳ１１からＳ１６の動作を動画像の全てのフレームに対して繰り返す。
【００９６】
なお、上記の例では、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置とで動作周波数が一致すると判断された場合には、インタレース動画像を符号化して得られるストリームを、受信側の動画像送受信装置に送信するとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置とで動作周波数が一致する場合であっても、通信路の状態やユーザの設定によって、ＩＰ変換を行い、プログレッシブ動画像を符号化して得られたストリームを受信側の動画像送受信装置に送信するとしてもよい。
【００９７】
その理由は、例えば、インタレース動画像はプログレッシブ動画像に比べて、通信エラーなどによるデータ・ロスに弱いという欠点があるからである。すなわち、インタレース動画像では、エラーによってフィールド単位で画像が受信できなくなる。インタレース動画像はトップ・フィールドとボトム・フィールドを交互に表示する必要があるため、エラーで受信できなかったフィールドを、時間的に近い同じトップもしくはボトムのフィールドを代替として表示したとすると、図１８Ｂに示したのと同様の理由で、必ずボトム・フィールドとトップ・フィールドとの間で表示時間の逆転が生じる。
【００９８】
このような理由から、動画像送受信装置５では、例えば、（１）受信側の動画像送受信装置から受信エラー率を定期的に送信してもらい、エラーの発生率が閾値よりも高いときには、たとえ動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置との動作周波数が一致した場合であっても、ＩＰ変換を行うとしてもよい。また、（２）ユーザがあらかじめ入力部２０への入力により、受信するストリームのエラー耐性を優先するモードに設定しておくことによって、エラー耐性を優先するモードが設定されているときには、動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置との動作周波数が一致した場合であっても、ＩＰ変換を行うとしてもよい。
【００９９】
図２Ｂは、本実施の形態１の動画像送信装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、例えば、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、動画像送受信装置５の動作周波数が、受信側の動画像送受信装置の動作周波数と一致するか否かを判断し（Ｓ１２）、一致すると判断した場合にはさらに、動画像送受信装置５のモードがエラー耐性を重視するモードであるか否かを判断し（Ｓ２６）、エラー耐性を重視するモードであると判断した場合には、入力部２０でＩＰ変換を行う（Ｓ１３）。Ｓ２６において、エラー耐性を重視するモードではないと判断した場合には、符号化部２２でインタレース符号化を行う（Ｓ１５）。具体的には、Ｓ２６での判断において、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、例えば、（１）受信側の動画像送受信装置から受信した受信エラー率が閾値を超えた場合、エラー耐性を重視するモードであると判断する。または、（２）ユーザの入力により、エラー耐性を重視するモードに設定されている場合に、エラー耐性を重視するモードであると判断する。
【０１００】
図３は、本実施の形態１の受信側の動画像送受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。次に、動画像送受信装置の動画像受信側の処理を、図３を用いて説明する。
【０１０１】
送信部２３は、入力部２０から取得した動作周波数を示す周波数情報を生成し、ネットワークを介して相手側に送信する（Ｓ２０）。
【０１０２】
受信部２４は、ネットワークを介して、相手の動画像送受信装置からストリームを受信し（Ｓ２１）、受信したストリームを復号化部１５で復号化する。ストリームがインタレース動画像であるか、プログレッシブ動画像であるかの識別情報はストリームに含まれている。
【０１０３】
復号化部１５は、ストリームに含まれている識別情報から、当該ストリームがインタレース動画像であるか否かを判断し（Ｓ２２）、インタレース動画像であれば（Ｓ２２でＹＥＳ）インタレース動画像として復号化し（Ｓ２４）、インタレース動画像でなければ（Ｓ２２でＮＯ）プログレッシブ動画像として復号化する（Ｓ２３）。
【０１０４】
復号化した動画像は表示部１６により動画像メモリ１７に一時的に格納され、復号された動画像のピクチャ周波数と表示部１６が表示するテレビ方式のピクチャ周波数とが異なる場合には図１７Ａまたは図１７Ｂに示したような方法で復号化動画像のピクチャ周波数が変換されて、ディスプレイ２を駆動する動画像信号として出力される（Ｓ２５）。
【０１０５】
以上のＳ２０からＳ２５の動作を動画像の全てのフレームに対して繰り返す。
【０１０６】
以上の動作により、動画像送受信装置５では、動画像送受信装置５の動作周波数が相手と一致する場合にはインタレース動画像を符号化したストリームを送受信し、動画像送受信装置５の動作周波数が相手と一致しない場合は入力部２０でカメラ１のインタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換してプログレッシブ動画像を符号化したストリームを送受信できる。
【０１０７】
従って、動作周波数が相手と一致する場合には受信側でインタレース動画像を支障なく表示することができ、動作周波数が相手と一致しない場合でも図１７Ａまたは図１７Ｂのように、プログレッシブ動画像の５０Ｈｚと６０Ｈｚと間の変換を行うことによって、軽微な画質劣化で動画像を表示することができる。
【０１０８】
なお、図１に示した同一周波数動作部Ｒ２の動作周波数は、カメラ１およびディスプレイ２の両者の動作周波数と一致する。仮にネットワークから受信して復号化部１５で復号化したプログレッシブ動画像の動作周波数が、同一周波数動作部Ｒ２と異なったとしても、復号化して得られた動画像データを一旦、動画像メモリ１７に格納した上で表示画像を、表示部１６が動画像メモリ１７から同一周波数動作部Ｒ２で読み出してディスプレイ２に表示させることにより所望の動作を行うことができる。
【０１０９】
（実施の形態２）
図４は、動画像の画像形式と画素数との関係を示す表である。現在のカメラはフルＨＤインタレース動画像が主流であり、１秒あたりの画素数は６０Ｈｚ（３０フレーム／秒、６０フィールド／秒）で約６２００万画素（図４の上から２行目の欄参照）、５０Ｈｚ（２５フレーム／秒、５０フィールド／秒）で約５２００万画素（図４の上から６行目の欄参照）である。これをフルＨＤプログレッシブ動画像に変換した場合、１秒あたりの画素数は約２倍の約１２４００万画素（図４の上から１行目の欄参照）となり、符号化ストリームのビットレートも大きくなってしまう。一方、フルＨＤインタレース動画像を、ＨＤ解像度と言われる１２８０×７２０画素のＨＤプログレッシブ動画像に変換した場合、１秒あたりの画素数は６０Ｈｚで約５５００万画素（図４の上から４行目の欄参照）、５０Ｈｚで約４６００万画素（図４の上から８行目の欄参照）であり、フルＨＤインタレース動画像の場合より若干少なくなるので、符号化ストリームのビットレートがフルＨＤインタレース動画像より大きくなる可能性が少ない。従って、動画像送受信装置と相手側の５０Ｈｚ／６０Ｈｚの動作周波数が一致しない場合にフルＨＤインタレース動画像をＨＤプログレッシブ動画像に変換すれば、相手側の動作周波数の違いによる符号化ストリームのビットレートの変化が少ないのでネットワークの通信負荷が平滑化されて安定した通信ができるという利点がある。
【０１１０】
また、フルＨＤインタレース動画像を、ＨＤ解像度と言われる１２８０×７２０画素のＨＤプログレッシブ動画像に変換する代わりに、解像度はフルＨＤのままで１秒あたりのフレーム数を１／２に間引きした“フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像”に変換した場合、１秒あたりの画素数は６０Ｈｚ（３０フレーム／秒）で約６２００万画素（図４の上から３行目の欄参照）、５０Ｈｚ（２５フレーム／秒）で約５２００万画素（図４の上から７行目の欄参照）となる。
【０１１１】
このように、フルＨＤインタレース動画像と、フルＨＤインタレース動画像をフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像に変換した場合とでは、１秒あたりの画素数は同じである。しかし、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像では、フルＨＤインタレース動画像に比べて、１つ１つの画像の垂直画素数が倍になるので、画像がよりきめ細かく表示されるのに対し、１つ１つの画像を表示する時間間隔が倍になるので、速い動きの画像に対してフルＨＤインタレース動画像よりも動き追従性が劣ることになる。
【０１１２】
従って、同じビットレートで、動画像の動きが比較的小さく、きめ細かい画像を表示させたい解像度優先の場合にはフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像が適しており、逆に、動画像の動きが大きく、滑らかな動きの画像を表示させたい動き優先の場合にはフルＨＤインタレース動画像が適しているといえる。
【０１１３】
一方、符号化または復号化における処理負荷の点では、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像では、６０Ｈｚの場合１／３０秒ごとに、５０Ｈｚの場合１／２５秒ごとに１フレーム約２００万画素のデータを処理しなければならないのに対し、フルＨＤインタレース動画像では、６０Ｈｚの場合１／６０秒ごとに、５０Ｈｚの場合１／５０秒ごとに１フィールド約１００万画素のデータを処理すればよいので、動作周波数を低く抑えられるという利点がある。
【０１１４】
図５は、本実施の形態２の入力部２０のより詳細な構成を示すブロック図であり、図６は、本実施の形態２の入力部によって行われる解像度縮小を伴うＩＰ変換の原理を説明する図である。
【０１１５】
図５に示すように、入力部２０は、切り替えスイッチ１００、ＩＰ変換部１０１、切り替えスイッチ１０２、画像縮小部１０３、切り替えスイッチ１０４およびフレーム間引き部１０５を備える。切り替えスイッチ１００は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１の判断に従って、動画像送受信装置５の動作周波数と受信側の動画像送受信装置の動作周波数とが一致すると判断された場合、ＩＰ変換部１０１を迂回する下側の端子に切り替えられ、一致しないと判断された場合、ＩＰ変換部１０１に接続する側の端子に切り替えられる。
【０１１６】
ＩＰ変換部１０１は、入力されるインタレース動画像を、プログレッシブ動画像に変換する。ＩＰ変換部１０１のＩＰ変換は、図２０を用いて説明したのと同様に、前後のフィールドを含む３フィールドを参照して１フレームの画像を生成する。
【０１１７】
切り替えスイッチ１０２は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１の判断結果に応じて、動画像送受信装置５の動作周波数と受信側の動画像送受信装置の動作周波数とが一致すると判断された場合、画像縮小部１０３を迂回する下側の端子に切り替えられ、一致しないと判断された場合、画像縮小部１０３に接続する側の端子に切り替えられる。切り替えスイッチ１０４は、本実施の形態２ではフレーム間引き部１０５を迂回する下側の端子に接続される。フレーム間引き部１０５については、以下の実施の形態３で説明する。
【０１１８】
図５に示したように、入力部２０に入力されたフルＨＤインタレース動画像は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１により、動画像送受信装置５の動作周波数と受信側の動画像送受信装置の動作周波数とが一致しないと判断された場合、ＩＰ変換部１０１によるＩＰ変換によってフルＨＤプログレッシブ動画像に変換された後、画像縮小部１０３によって解像度を縮小されたＨＤプログレッシブ動画像になる。図６を見ても分かるように、本実施の形態２の入力部２０の内部では、ＩＰ変換後のプログレッシブ動画像も、解像度縮小後のプログレッシブ動画像も、動作周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）の変換を行っていないため、切り替えスイッチ１００、ＩＰ変換部１０１、切り替えスイッチ１０２、画像縮小部１０３、切り替えスイッチ１０４およびフレーム間引き部１０５は、同一の動作周波数で動作する。
【０１１９】
図７Ａおよび図７Ｂは、解像度縮小を伴うＩＰ変換を行う本実施の形態２の動画像送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図７Ａの解像度縮小を伴う本実施の形態２の動画像送受信装置の動作を、図２Ａに示した実施の形態１の動画像送受信装置の動作と異なる部分についてのみ説明する。
【０１２０】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致しないと判断された場合は（Ｓ１２でＮＯ）、入力部２０の切り替えスイッチ１００を切り替えて、ＩＰ変換部１０１でＩＰ変換を行ってインタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換する（Ｓ１３）。次に、解像度が同一のままプログレッシブ動画像に変換すると１秒あたりの画素数が２倍に増えるため、切り替えスイッチ１０２を切り替えて画像縮小部１０３で解像度を縮小したプログレッシブ動画像に変換し（Ｓ３０）、符号化部２２でプログレッシブ動画像を符号化する（Ｓ１４）。
【０１２１】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致すると判断された場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、切り替えスイッチ１００と切り替えスイッチ１０２と切り替えスイッチ１０４を切り替えてＩＰ変換部１０１と画像縮小部１０３と後述のフレーム間引き部１０５を通らないようにし、符号化部２２でインタレース動画像を符号化する（Ｓ１５）。
【０１２２】
また、本実施の形態２では、ＩＰ変換の後、プログレッシブ動画像の解像度を縮小することによって、符号化ストリームのビットレートの増加を抑制して安定した通信を行うという効果を奏している。本実施の形態の他の例では、これをさらに応用して、動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置との動作周波数が一致する場合であっても、解像度を優先しないモードに設定されている場合は、ＩＰ変換と画像サイズの縮小を行うとしてもよい。図７Ｂは、解像度縮小を伴うＩＰ変換を行う動画像送受信装置の動作の他の例を示すフローチャートである。図７Ｂのように、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動画像送受信装置５と受信側の動画像送受信装置との動作周波数が一致すると判断された場合であっても、ユーザが解像度を重視しない場合は（Ｓ３１でＮＯ）、受信したインタレース動画像をプログレッシブ動画像に変換して（Ｓ１３）、さらに画像サイズを縮小して（Ｓ３０）し、ＨＤプログレッシブ符号化（Ｓ１４）できるようにしてもよい。
【０１２３】
プログレッシブ動画像にすることで、画像縮小部１０３で解像度を低くすることで、図４の動画像形式と画素数の関係で説明したように１秒あたりの画素数が小さくなるので、符号化したストリームのビットレートが小さくなる利点がある。
【０１２４】
なお、この実施の形態２では切り替えスイッチ１０４はフレーム間引き部１０５を通らないようにし、全てのフレーム（フィールド）を、すなわち、間引かずに符号化部２２で符号化する。
【０１２５】
（実施の形態３）
上記実施の形態２では、ＩＰ変換によるビットレートの増加を、ＩＰ変換後のフレームの解像度を小さくすることにより適切に小さくすることができた。
【０１２６】
実施の形態３では、プログレッシブ動画像の解像度を小さくする代わりに、フレームを間引いて符号化することによって符号化ストリームのビットレートを抑制する。
【０１２７】
図４の動画像形式と画素数の関係で示したように、フルＨＤインタレース動画像をフルＨＤプログレッシブ動画像に変換した場合、１秒あたりの画素数は約２倍となるが、フルＨＤプログレッシブの１秒あたりのフレーム数を１／２にすれば、１秒あたりの画素数はフルＨＤインタレース動画像と同一になる。
【０１２８】
従って、動画像送受信装置と相手側の５０Ｈｚ／６０Ｈｚの動作周波数が一致しない場合にフルＨＤインタレース動画像をフレーム数１／２のフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像に変換すれば、相手側の動作周波数の違いによる符号化ストリームのビットレートの変化が少ないのでネットワークの通信負荷が平滑化されて安定した通信ができる利点がある。
【０１２９】
図８はフレーム間引きを伴う本実施の形態の入力部１０の説明図である。フルＨＤインタレース動画像はＩＰ変換によってフルＨＤプログレッシブ動画像に変換された後、フレーム数を１／２にしたフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像になる。
【０１３０】
図５は本実施の形態の入力部２０の構成を示すブロック図であり、図９はフレーム間引きを伴う本実施の形態の動画像送信方法のフローチャートである。以下、図９はフレーム間引きを伴うＩＰ変換を行う本実施の形態３の動画像送受信装置の動作を示すフローチャートであり、図２Ａの本実施の形態１のフローチャートと異なる部分についてのみ説明する。
【０１３１】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致しない場合は（Ｓ１２でＮＯ）、入力部２０の切り替えスイッチ１００を切り替えてＩＰ変換部１０１でＩＰ変換を行ってフルＨＤインタレース動画像をフルＨＤプログレッシブ動画像に変換する（Ｓ１３）。次に、解像度は縮小しないので切り替えスイッチ１０２は画像縮小部１０３を通らないようにする。受信されたフルＨＤインタレース動画像をフレーム数が同一のままフルＨＤプログレッシブ動画像に変換すると、１秒あたりの画素数が２倍に増えるため、切り替えスイッチ１０４を切り替えてフレーム間引き部１０５に接続し、フレーム間引き部１０５でフルＨＤプログレッシブ動画像のフレーム数を１／２にしたフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像に変換して（Ｓ４０）、符号化部２２でフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像を符号化する（Ｓ１４）。
【０１３２】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致する場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、切り替えスイッチ１００、切り替えスイッチ１０２、および切り替えスイッチ１０４を切り替えて、ＩＰ変換部１０１と画像縮小部１０３、およびフレーム間引き部１０５を通らないようにし、符号化部２２でフルＨＤインタレース動画像を符号化する（Ｓ１５）。
【０１３３】
ＩＰ変換により得られたフルＨＤプログレッシブ動画像の単位時間あたりのフレーム数を、フレーム間引き部１０５で１／２にすることで、フレーム数が小さくなり、動きの滑らかさが損なわれるという問題があるが、図４の動画像形式と画素数の関係で説明したように１秒あたりの画素数を小さくすることができるので、符号化したストリームのビットレートが小さくなるという利点がある。
【０１３４】
（実施の形態４）
図１０は実施の形態４の動画像送信装置の構成を示すブロック図である。図１０で、図１および図５の動画像送受信装置に含まれる各ユニットと同じ動作をするユニットには同じ番号を付し、説明を省略する。
【０１３５】
実施の形態４の動画像送信装置７は、カメラ１に接続され、動画像の符号化ストリームを受信側の装置に対して送信する機能だけを備え、動画像メモリ１１、入力部２０、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１、符号化部２２、送信部２３、および受信部２４を備える。
【０１３６】
同図に示すように、動画像の復号化機能を持たない動画像送信装置７であっても、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で相手側の動画像受信装置の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを示す周波数情報を相手側から取得するために、受信部２４を備える。
【０１３７】
また、動画像送信装置７には表示部がないので、動画像送信装置７自身の動作周波数と受信側の動画像受信装置の動作周波数とが一致するか否かの判断において、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１.は、動画像送信装置７自身の動作周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを入力部２０に問い合わせるものとする。
【０１３８】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で、動画像送信装置７自身の動作周波数と、受信側の動画像送信装置の動作周波数とが一致すると判断された場合は、入力部２０から出力されるインタレース動画像を符号化部２２で符号化して、インタレース動画像のストリームを生成する。
【０１３９】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で、動画像送信装置７自身の動作周波数と、受信側の動画像受信装置の動作周波数とが一致しないと判断された場合は、入力部２０に入力されたインタレース動画像信号を入力部２０でＩＰ変換してプログレッシブ動画像に変換した上、プログレッシブ動画像を符号化部２２で符号化してプログレッシブ動画像のストリームを生成する。
【０１４０】
（実施の形態５）
図１１は本実施の形態５の動画像受信装置の構成を示すブロック図である。図１１で、図１および図５の動画像送受信装置の各ユニットと同じ動作をするユニットは同じ番号を付し、説明を省略する。
【０１４１】
実施の形態５の動画像受信装置８は、ディスプレイ２に接続され、動画像の符号化ストリームを受信して表示する機能だけを備え、復号化部１５、動画像メモリ１７、受信部２４、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部３０、送信部３１、および表示部３２を備える。
【０１４２】
同図に示すように、動画像の符号化機能を持たない動画像受信装置８であっても、通信相手の動画像送信装置の５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１に動画像受信装置８の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを通知するために、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部３０は、表示部３２から動作周波数を取得する。そして、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部３０は、取得した動作周波数を示す周波数情報を生成して送信部３１から通信相手の動画像送信装置に対して、ネットワーク経由で周波数情報を通知する。
【０１４３】
このように実施の形態５の動画像受信装置８を構成することによって、通信相手の動画像送信装置において、当該動画像送信装置の動作周波数が、ネットワーク経由で通知された周波数情報で示される動画像受信装置８の動作周波数と一致するかどうかを判断することができる。
【０１４４】
これにより、両者の動作周波数が一致すれば、動画像送信装置からインタレース動画像の符号化ストリームを動画像受信装置８に送信することができ、動画像受信装置８では、受信したインタレース動画像の符号化ストリームを正しく復号化し、表示することができる。
【０１４５】
また、両者の動作周波数が一致しない場合は、動画像送信装置からプログレッシブ動画像の符号化ストリームを動画像受信装置８に送信することができ、動画像受信装置８では受信したプログレッシブ動画像の符号化ストリームを正しく復号化し、僅かな画質劣化のみで表示できる。
【０１４６】
（実施の形態６）
上記実施の形態１〜５では、動画像送受信装置が送信する動画像の画質および最大解像度に対してユーザの設定がない場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本実施の形態６では、動画像送受信装置が送信する動画像の画質および最大解像度に対して、ユーザの設定がある場合について説明する。
【０１４７】
図１２Ａは、本実施の形態６の動画像送受信装置においてピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提としない場合における符号化モードのユーザ設定とそれに対応する符号化画像との関係を示す図である。
【０１４８】
すなわち、図１２Ａでは、送信側の動画像送受信装置と受信側の動画像送受信装置とのピクチャ周波数が常に一致する場合を想定している。図１２Ｂは、本実施の形態６の動画像送受信装置においてピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提とした場合における符号化モードのユーザ設定とそれに対応する符号化画像との関係を示す図である。
【０１４９】
すなわち、図１２Ｂでは、送信側の動画像送受信装置と受信側の動画像送受信装置とのピクチャ周波数が一致しない場合を想定して、一致しない場合には受信側の動画像送受信装置において深刻な画質劣化を生じることなくピクチャ周波数を変換して再生することができるようにした設定となっている。
【０１５０】
本実施の形態６における動画像送信装置または動画像送受信装置の構成は、図１に示した動画像送受信装置５または図１０に示した動画像送信装置７の構成に加えて、例えば、入力部２０に図示しない操作部およびモード設定保持部を備える点が異なるだけである。
【０１５１】
操作部は、ユーザの操作により、動画像送受信装置５または動画像送信装置７への入力を受け付ける。
【０１５２】
モード設定保持部は、操作部で受け付けられた入力に従って、ユーザが設定した画質の指定を含む符号化モードのモード設定を保持する。
【０１５３】
以上のように構成された実施の形態６の動画像送受信装置は、以下のように動作する。具体的には、動画像送受信装置は、ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提としない場合、図１２Ａに示すようにユーザによって、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「動き優先」に設定されている場合には、入力部２０でＩＰ変換を行わず、カメラ１で撮影されたフルＨＤインタレースの動画像をそのまま符号化して送信する。
【０１５４】
また、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「解像度優先」に設定されている場合には、カメラ１で撮像されたフルＨＤインタレース動画像に対し、入力部２０でＩＰ変換を行った上、フレーム間引きを行い、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）の動画像を符号化して送信する。
【０１５５】
さらに、最大解像度が「ＨＤ」に設定されている場合には、画質が「動き優先」に設定されている場合であっても「解像度優先」に設定されている場合であっても、入力部２０でＩＰ変換を行うとともに、解像度を縮小して、ＨＤプログレッシブの動画像を符号化して送信する。
【０１５６】
このように動画像送受信装置の動作を制御することによって、ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提としない場合には、最大解像度が「フルＨＤ」で画質が「動き優先」に設定されている場合、フルＨＤインタレースの動画像を符号化して送信することにより、最大解像度をフルＨＤに維持したまま、プログレッシブ動画像よりも解像度は低下するけれども、より動きの滑らかなインタレース動画像を送信することができる。
【０１５７】
また、最大解像度が「フルＨＤ」で画質が「解像度優先」に設定されている場合、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）の動画像を符号化して送信することにより、最大解像度とビットレートとを維持したまま、インタレース動画像よりも動きの滑らかさは低下するけれども、エラー耐性が高く、より解像度の高いプログレッシブ動画像を送信することができる。
【０１５８】
また、最大解像度が「ＨＤ」に設定されている場合には、ＨＤプログレッシブの動画像を符号化して送信することにより、フルＨＤプログレッシブ動画像よりは最大解像度が低いけれどもプログレッシブであるのでインタレース動画像よりも解像度が高く、かつ、エラー耐性が高く、また、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）よりもピクチャ周波数が高いのでより動きが滑らかな動画像を送信することができる。
【０１５９】
また、動画像送受信装置は、ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提とした場合、図１２Ｂに示すようにユーザによって、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「動き優先」に設定されている場合には、入力部２０でＩＰ変換を行うとともに、解像度を縮小して、ＨＤプログレッシブの動画像を符号化して送信する。
【０１６０】
また、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「解像度優先」に設定されている場合には、カメラ１で撮像されたフルＨＤインタレース動画像に対し、入力部２０でＩＰ変換を行った上、フレーム間引きを行い、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）の動画像を符号化して送信する。
【０１６１】
さらに、最大解像度が「ＨＤ」に設定されている場合には、画質が「動き優先」に設定されている場合であっても、「解像度優先」に設定されている場合であっても、入力部２０でＩＰ変換を行うとともに、解像度を縮小して、ＨＤプログレッシブの動画像を送信する。
【０１６２】
このように、図１２Ａと図１２Ｂとの相違点は、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「動き優先」に設定されている場合である。ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提とした場合には、フルＨＤインタレース動画像を送信する代わりに、解像度を縮小したプログレッシブ動画像であるＨＤプログレッシブ動画像を送信する。
【０１６３】
動画像送受信装置が、フルＨＤインタレース動画像を送信する代わりにＨＤプログレッシブ動画像を送信する理由は、インタレース動画像はプログレッシブ動画像に比べてエラー耐性が低いことと、受信側の動画像送受信装置において、受信したインタレース動画像のピクチャ周波数を変換した場合、図１８Ａおよび図１８Ｂを用いて説明したような、非常に深刻な画質劣化が生じるからである。
【０１６４】
従って、ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置との通信を前提とした場合には、最大解像度が「フルＨＤ」に設定され、画質が「動き優先」に設定されている場合に、ＨＤプログレッシブ動画像を符号化して送信するように制御することによって、ビットレートの増加を抑制しつつ、ピクチャ周波数が異なる動画像送受信装置においても、画質劣化の少ない動画像を再生することが可能となる。
【０１６５】
以下では、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したユーザの設定がされていた場合に、接続先の動画像送受信装置とピクチャ周波数が一致するか否かを動画像送受信装置が判断し、判断結果に応じて、図１２Ａに示した処理と図１２Ｂに示した処理とを切り替える動画像送受信装置の動作について説明する。図１３は、符号化モードのユーザ設定がある場合に、接続先の動画像送受信装置のピクチャ周波数に応じて符号化モードを切り替える動画像送受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１６６】
まず、動画像送受信装置５は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１にて、受信部２４で受信した相手側の動画像送受信装置のテレビ方式の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを示す周波数情報を取得する（Ｓ１０）。カメラ１から入力された動画像信号は、入力部２０により、動画像メモリ１１に一時的に格納される（Ｓ１１）。
【０１６７】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、保持されているユーザのモード設定において、最大解像度が「フルＨＤ」に設定されているか否かを判断し（Ｓ４１）、最大解像度が「フルＨＤ」に設定されていないと判断した場合は（Ｓ４１でＮＯ）、ＩＰ変換部１０１でＩＰ変換を行って得られたフルＨＤインタレース動画像をフルＨＤプログレッシブ動画像に変換した後、画像縮小部１０３で解像度を縮小し、符号化部２２でＨＤプログレッシブ動画像を符号化する（Ｓ４３）。
【０１６８】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、保持されているユーザのモード設定において、最大解像度が「フルＨＤ」に設定されていると判断した場合は（Ｓ４１でＹＥＳ）、さらに、保持されているモード設定により、画質が「動き優先」に設定されているか否かを判断する（Ｓ４２）。画質が「動き優先」に設定されていないと判断した場合（Ｓ４２でＮＯ）、入力部２０はＩＰ変換部１０１でＩＰ変換を行ってフルＨＤインタレース動画像をフルＨＤプログレッシブ動画像に変換するとともに、受信されたフルＨＤインタレース動画像をフレーム数が同一のままフルＨＤプログレッシブ動画像に変換する。これによると、１秒あたりの画素数が２倍に増えるため、フレーム間引き部１０５でフルＨＤプログレッシブ動画像のフレーム数を１／２にしたフルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）動画像に変換した上、符号化部２２で符号化する（Ｓ４０）。
【０１６９】
さらに、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１は、保持されているユーザのモード設定において、画質が「動き優先」に設定されていると判断した場合には（Ｓ４２でＹＥＳ）、さらに、受信部２４で受信した相手側の動画像送受信装置のテレビ方式の動作周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれであるかを示す周波数情報を取得し、受信部２４で受信した受信側の動画像送受信装置の動作周波数と一致するかどうかを比較する（Ｓ１２）。
【０１７０】
Ｓ１２において、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致すると判断された場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、入力部２０から出力されるフルＨＤインタレース動画像を符号化部２２で符号化してフルＨＤインタレース動画像のストリームを生成する（Ｓ１５）。
【０１７１】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部２１で動作周波数が一致しないと判断した場合は（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ４３の処理に移り、ＨＤプログレッシブ動画像を符号化する。
【０１７２】
送信部２３は符号化部２２で符号化したストリームを、ネットワークを介して相手側に送信する（Ｓ１６）。
【０１７３】
以上のＳ１１からＳ１６の動作を動画像の全てのフレームに対して繰り返す。
【０１７４】
このように送信側の動画像送受信装置の動作を制御することによって、
（１）接続先の動画像送受信装置のピクチャ周波数が送信側の動画像送受信装置と一致し、かつ、最大解像度が「フルＨＤ」で画質が「動き優先」に設定されている場合には、フルＨＤインタレースの動画像を送信することにより、最大解像度をフルＨＤに維持したまま、プログレッシブ動画像よりも解像度は低下するけれども、より動きの滑らかなインタレース動画像を送信することができる。
（２）また、最大解像度が「フルＨＤ」で画質が「解像度優先」に設定されている場合、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）の動画像を送信することにより、最大解像度をフルＨＤに維持したまま、インタレース動画像よりは動きの滑らかさが低下するけれども、よりエラー耐性が高く、より解像度の高いプログレッシブ動画像を送信することができる。
（３）さらに、最大解像度が「ＨＤ」に設定されている場合には、画質の設定にかかわらずＨＤプログレッシブの動画像を送信することにより、フルＨＤプログレッシブ動画像よりは最大解像度が低いけれどもプログレッシブであるのでインタレース動画像よりも解像度が高く、かつ、エラー耐性が高く、また、フルＨＤプログレッシブ（フレーム１／２間引き）よりもピクチャ周波数が高いことからより動きが滑らかな動画像を送信することができる。
【０１７５】
以上、本発明の動画像送信装置７、動画像受信装置８および動画像送受信装置５について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明は、テレビ方式の５０Ｈｚ圏内と６０Ｈｚ圏内との間の高画質な動画像送受信に利用でき、特に、テレビ会議、テレビ電話、動画像配信、および動画像を用いた監視システムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１    カメラ
２    ディスプレイ
３    動画像送受信装置
５    動画像送受信装置
７    動画像送信装置
８    動画像受信装置
１０    入力部
１１    動画像メモリ
１２    符号化部
１３    送信部
１４    受信部
１５    復号化部
１６    表示部
１７    動画像メモリ
２０    入力部
２１    ５０Ｈｚ／６０Ｈｚ調停部
２２    符号化部
２３    送信部
２４    受信部
３０    調停部
３１    送信部
３２    表示部
１００    切り替えスイッチ
１０１    ＩＰ変換部
１０２    切り替えスイッチ
１０３    画像縮小部
１０４    切り替えスイッチ
１０５    フレーム間引き部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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